Mô phỏng khí động học ô tô

Thủy khí động lực có mối liên hệ chặt chẽ giữa khoa học và yêu cầu thực tế. Ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực từ nghiên cứu về khí động của máy bay, khí động của ơ tơ, ổn định dòng chảy trong tầu thủy đến những ứng dụng rất cụ thể trong cuộc sống như: các loại máy khuấy, các kênh đào, đập nước, thuyền bè,… Từ thời xa xưa, bài toán thủy tĩnh lực đẩy của Acsimet (287-212 TCN) đã gắn liền với nhiều sự kiện nổi tiếng. Nhà danh họa nổi tiếng Leona Đơvanhxi (1452- 1519) đã đưa ra khái niệm về lực cản của chất lỏng và ông rất muốn biết tại sao chim lại bay được, nhưng phải hơn 400 năm sau, Jucopxki và Kutta mới giải thích được: đó là lực nâng. L.Ơle (1707-1783) và Becnuli (1700-1782) đã đặt cơ sở lý thuyết cho thủy khí động lực, nhưng người mơ tả được chất lỏng thực và chất khí phải kể đến Navier (người Pháp) và Stokes (người Anh) hai ông đã tìm ra phương trình vi phân chuyển động từ năm 1821 đến năm 1845. Khi nhà bác học người Đức L.Prandtl sáng lập ra lý thuyết lớp biên năm 1904, đã góp phần giải được nhiều bài tốn khí động. Ngày nay thủy khí động lực đã phát triển rất rộng rãi và ứng dụng trên nhiều lĩnh vực nghiên cứu cũng như đời sống.

Với nền tảng cơ sở lý thuyết rộng rãi, thêm vào đó là sự phát triển nhanh chóng của công nghệ số, các nhà nghiên cứu đã xây dựng và mơ phỏng được rất nhiều mơ hình thủy khí động lực sát với thực tế. Hiện nay, khí động học ơ tơ là bài tốn rất phổ biến, được nghiên cứu cả bằng phương pháp thực nghiệm trong ống khí động và mơ phỏng mơ hình tính tốn. Với mục đích giảm lực cản khí động (mặc dù lực cản chính của ơ tô là lực cản của bánh xe), giảm độ ồn của gió, giảm thiểu tiếng ồn phát ra và giới hạn lực nâng không mong muốn ở vùng tốc độ cao. Đối với các loại ơ tơ đua, người ta cịn thiết kế những chi tiết khí động để tăng lực nén của ô tô xuống đường và ổn định khả năng vào cua của ô tô. Nghiên cứu khí động của ơ tơ cũng có những đặc điểm khác với máy bay, như: đặc điểm hình dạng của ơ tơ gồm những mặt dốc, ơ tơ thì chạy trên mặt đất với vận tốc thấp hơn, chuyển động của ô tơ ít bậc tự do và ít bị ảnh hưởng bởi khí động hơn so với máy bay.

Trong giới hạn của luận văn này, em đã tìm hiểu phương pháp thí nghiệm trong ống khí động với mơ hình thực tế và mạnh dạn xây dựng mơ hình tính tốn trên máy tính để so sánh với các kết quả thực nghiệm và đưa ra các nhận xét cơ bản về sự ảnh hưởng của các vùng khí động tới hệ số cản của ô tô trên các mô hình khác nhau. Trong suốt quá trình tìm hiểu, dưới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan và sự giúp đỡ của các thầy giáo đồng nghiệp tại Viện Cơ khí Động lực- Đại học Bách Khoa Hà Nội, em đã hoàn thành luận văn cao học.

LINK DOWNLOAD